JPH07279152A - ドレーン杭の造成方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 外周面に螺旋刃が形成されたドレーン杭造成
用中空管１とスイベル機構３を介して連通する連通管７
の軸心部に長尺なパイプロッド１０を垂下し、ロッド下
端には水平方向に振動するバイブレータを取付け、中空
管下端には閉塞時に逆円錐形を形成する分割開閉蓋６を
枢着し、中空管の地盤貫入時には開閉蓋を閉じ、中空管
を引抜いて改良材を地中へ排出するときには、ロッド下
方に取付けたアームリングにより開閉蓋を強制的に押し
拡げると共に、バイブレータを突出させて振動させるこ
とにより、軟弱土中に排出された改良材を多少側方移動
させながら密に締固める。 【効果】 軟弱地盤への貫入時には中空管下端の開閉蓋
を強制的に逆円錐形に閉塞させることができると共に、
地盤への改良材排出時には開閉蓋が確実に拡開して所定
杭径のドレーン杭を造成でき、中空管下端から排出され
た改良材はパイプロッド下端のバイブレータによって密
に締固められ、吸水効率の良好な強固なドレーン杭を造
成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陸上の軟弱地盤中に強
固なドレーン杭を無騒音で造成する方法とこれに使用す
る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陸上の軟弱地盤にドレーン杭を
造成する場合には、近隣への影響を考慮して、無騒音・
無振動のオーガマシンが使用されており、これは外周面
に螺旋刃を設けた中空管を回転させながら軟弱地盤中に
貫入した後、該中空管内に投入した砂，砕石等の地盤改
良材（ドレーン材）を中空管の引抜きと同時に地中に排
出する方法である。

【０００３】しかし、この方法では、中空管内の改良材
を管下端から地中に排出する際、中空管の内周面との摩
擦抵抗等により排出が良好に行なわれないことがあり、
そのため中空管内に圧縮空気を吹込んで改良材の上面を
加圧しながら強制排出することも行なわれる。

【０００４】しかしながら、いずれにしても、振動や騒
音等を考慮する必要のない海上におけるドレーン杭造成
工事のように、バイブロハンマーを用いて中空管を打込
む場合には、バイブロハンマーからの振動伝達により改
良材はある程度締固めることができるが、オーガ式の無
振動工法による陸上でのドレーン杭の造成工事にあって
は、排出された改良材の相互間に空隙が多くなり、地中
に造成された直後のドレーン杭の杭径がたとえ規定値を
満足していても、地中の側方土圧によって杭中の残留空
気が減少すると、著しく杭径が縮小して、有効円透水半
径が狭くなってしまい、場合によっては杭間隔の見直し
や載荷重の再検討等も必要となってくる。

【０００５】また、地中に排出された改良材が適度に締
固められていないため、造成されたドレーン杭周面近傍
のスミアゾーンの細粒土を多く造成杭に取込んでしま
い、後に圧密沈下促進のための載荷盛土を加えても、軟
弱地盤中の過剰間隙水の排水効率が悪くなってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な陸上における従来のオーガ式のドレーン杭造成工法に
おける問題を解決し、杭を形成する改良材相互間の空隙
を少なくして、強固で計画通りのドレーン杭径を保持す
ることができる方法と装置を提案するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ドレーン杭造
成用中空管の軸心部にシリンダにより上下移動可能な長
尺ロッドを垂下し、該ロッド下端には水平方向に振動す
るバイブレータを取付け、更に中空管下端に閉塞時には
逆円錐形を形成する分割開閉蓋を取付けて、中空管の地
盤貫入時には上記開閉蓋を閉じ、中空管を引抜いて改良
材を地中へ排出するときには、上記ロッドを下降させて
該ロッド下方に取付けたアームリングにより開閉蓋を強
制的に押し拡げると共に、上記バイブレータを中空管下
端から突出させて振動させることにより、軟弱土中に排
出された改良材を多少側方移動させながら締固めて、所
定径の強固なドレーン杭を造成するものである。以下、
本発明の実施例を図により説明する。

【０００８】

【実施例】１は下方外周に螺旋刃２を設けたドレーン杭
造成用中空管（ケーシングパイプ）で、該中空管１頭端
にはスイベル機構３が設けられて該スイベル機構にはオ
ーガマシン４が設置され、該マシン４の２台のモータ５
の駆動により中空管１のみがその円周方向に回転自在と
なっている。

【０００９】６は中空管１下端に旋回自在に枢支された
縦に２枚又は３枚に分割された開閉蓋で、該開閉蓋６は
互いに旋回突合して閉塞したときに略逆円錐形を構成す
る。なお、この開閉蓋６の外面にもその閉塞時に中空管
１下方の螺旋刃２に連なる螺旋刃２ａが形成されてい
る。

【００１０】７はオーガマシン４上側に設置した連通管
で、該連通管７は下方の中空管１と軸心を同じくし、か
つ該中空管１とほぼ同口径を有して上記スイベル機構３
を介して互いに連通している。この連通管７の上部側方
には逆止弁１８付きの改良材投入用ホッパー８が取付け
られ、更に上部内側軸心部には下向きシリンダ９が固定
されていて、そのピストンロッド先端には下端が上記開
閉蓋６位置に達する長尺なパイプロッド１０が垂設さ
れ、上記シリンダ９により中空管１内を所定距離だけ昇
降自在となっている。

【００１１】上記パイプロッド１０の下端には水平方向
に振動する電動バイブレータ１１が固定されており、該
バイブレータ１１の若干上側のロッド１０部分外側には
中空管１の内径にほぼ等しい外径のアームリング１２が
取付けられており、これにより上記シリンダ９が往動し
てロッド１０が降下すると、アームリング１２が閉塞し
ていた開閉蓋６をその内側から強制的に押し拡げ、同時
に下端のバイブレータ１１が開閉蓋６下端より下方へ突
出することとなる。

【００１２】１３は開閉蓋６の上端に該開閉蓋６拡開時
に中空管１内に管１壁に開設した小さな長孔（図示せ
ず）を通して若干突出するように一体に形成された突起
レバーで、上記シリンダ９の復動によりアームリング１
２が上昇すると、中空管１内に突出している該レバー１
３に当圧して拡開していた開閉蓋６を強制的に閉塞して
全体逆円錐状に形成するよう構成されている。

【００１３】また、パイプロッド１０の上端部には圧縮
空気吹込口１４が設けられ、該ロッド１０の下方のアー
ムリング１２より上側部分には上下に適宜の間隔を置い
て複数個の圧縮空気吹出口１５が下向きに設けられてい
て、中空管１内に投入された砂等の改良材を強制的に排
出するようになっている。

【００１４】しかして、図示の本装置全体は頭端をワイ
ヤーに吊持され、側方に立設配置されたガイドリーダー
（図示せず）に沿ってウインチにより昇降自在に構成さ
れており、まず改良すべき軟弱地盤１６の所定位置に上
記の如く逆円錐状に閉塞させた開閉蓋６の先端を位置決
めしてから、オーガマシン４を作動させてその下側の中
空管１のみを回動させなから無騒音・無振動で地中に貫
入して行く。このとき、上方の連通管７内のシリンダ９
はパイプロッド１０を引上げていて、開閉蓋６の前記突
起レバー１３にアームリング１２が圧接して開閉蓋６を
閉塞方向に旋回させると共に地中への貫入に伴う土圧に
より強固に開閉蓋６閉塞し、貫入時の軟弱土の中空管１
内への流入が防止される（図４参照）。

【００１５】中空管１が地盤１６の所定深度まで到達し
たら、ホッパー８から中空管１内に砂，砕石等の改良材
１７を所定量投入し、あるいは図のように貫入時にあら
かじめ投入所定量の１回分又は数回分を投入しておき、
まずピストン９を作動させてパイプロッド１０を降下さ
せ、ロッド１０下方のアームリング１２により閉塞して
いた開閉蓋６を拡開し、中空管１を所定長引抜きながら
改良材１７を中空管１下端から排出すると共に、下端の
バイブレータ１１を作動させて、排出した改良材１７を
水平方向に締固める（図５参照）。この中空管１の引き
抜きによる改良材１７排出の際には、中空管１内上方に
圧縮空気を吹き込んで管１の改良材１７上面を加圧する
と共に、パイプロッド１０上部の圧縮空気吹込口１４か
ら圧縮空気を供給して下方の吹出口から噴出させて、改
良材１７の管１外への排出を促進させる。

【００１６】このようにして中空管１を軟弱地盤１６か
ら所定長引き抜いたら、いったん引き抜きを停止し、開
閉蓋６を拡開したままパイプロッド１０へのエア供給を
止めると共に、中空管１内の圧縮空気も連通管７に設け
られた排気口１９から排気し、再び所定量の改良材１７
を投入してから、上記と同様の操作を行なって中空管１
の引き抜きと改良材１７の排出を行なう。そして、以上
の操作を繰返しながら中空管１を軟弱地盤１６中から順
次引き抜いて行くことにより（図６参照）、最終的には
地盤１６中に改良材１７が密に締固められて形成された
ドレーン杭２０が造成されるのである。

【００１７】しかも、中空管１下端から排出される改良
材１７はバイブレータ１１による水平振動の付与により
ドレーン杭２０は密に締固められて改良材１７相互間に
は空隙が少ないので、杭２０外周面近傍のスミアゾーン
の軟弱土の細粒分を杭２０中に吸い込むことも少なくな
り、軟弱土中からの水分の吸水効率も良好である。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上述のようにしてなり、シリン
ダ駆動により中空管の軟弱地盤への貫入時には中空管下
端の開閉蓋を強制的に逆円錐形に閉塞させることができ
ると共に、地盤への改良材排出時には開閉蓋が確実に拡
開するので、所定杭径のドレーン杭を造成でき、従来の
ように側方土圧によって開閉蓋が若干閉じてしまって杭
径の細いドレーン杭となるようなこともなく、また上記
のように中空管下端から排出された改良材はパイプロッ
ド下端のバイブレータによって密に締固められるので、
吸水効率の良好な強固なドレーン杭を造成することがで
きるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドレーン杭の造成装置の全体説明
図である。

【図２】本発明に係るドレーン杭の造成装置における中
空管下端部の説明的斜視図で、下端開閉蓋を閉じるとき
の状態を示している。

【図３】本発明に係るドレーン杭の造成装置における中
空管下端部の説明的斜視図で、下端開閉蓋を拡開した状
態を示している。

【図４】本発明に係るドレーン杭の造成方法における一
過程を示すもので、中空管を所定深度まで貫入した状態
を示している。

【図５】本発明に係るドレーン杭の造成方法における一
過程を示すもので、中空管の軟弱地盤からの引抜きを開
始した状態を示している。

【図６】本発明に係るドレーン杭の造成方法における一
過程を示すもので、ドレーン杭を造成中の状態を示して
いる。

【符号の説明】

１−ドレーン杭造成用中空管 ２−螺旋刃 ３−スイベル機構 ４−オーガマシン ５−モータ ６−開閉蓋 ７−連通管 ８−ホッパー ９−シリンダ １０−パイプロッド １１−バイブレータ １２−アームリング １３−突起レバー １４−圧縮空気吹込口 １５−圧縮空気吹出口 １６−軟弱地盤 １７−改良材 １８−逆止弁 １９−排気口 ２０−ドレーン杭

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に螺旋刃が形成されて円周方向に
   回転するドレーン杭造成用中空管とスイベル機構を介し
   て連通する連通管の軸心部に上下移動可能なパイプロッ
   ドを垂下し、該パイプロッド下端には水平方向に振動す
   るバイブレータを取付け、中空管下端には閉塞時に逆円
   錐形を形成する分割開閉蓋を枢着し、中空管の地盤貫入
   時には上記開閉蓋を閉じ、中空管を引抜いて砂，砕石等
   の改良材を地中へ排出するときには、上記パイプロッド
   を下降させて該パイプロッド下方に取付けたアームリン
   グにより開閉蓋を強制的に押し拡げると共に、上記バイ
   ブレータを中空管下端から突出させて振動させることに
   より、軟弱土中に排出された改良材を密に締固めて所定
   径の強固なドレーン杭とすることを特徴とするドレーン
   杭の造成方法。
2. 【請求項２】 外周面に螺旋刃が形成されてオーガマシ
   ンにより円周方向に回転するドレーン杭造成用中空管の
   下端に閉塞時に逆円錐形を形成する分割開閉蓋を枢着
   し、上記中空管の頭部には上記オーガマシンのスイベル
   機構を介して該中空管と軸心を同じくしかつ該中空管と
   連通する連通管を設け、該連通管の軸心部には下向きシ
   リンダが固定されてそのピストンロッド先端には下端が
   上記開閉蓋位置に達するパイプロッドが垂設され、該パ
   イプロッド下端には水平方向に振動するバイブレータが
   取付けられ、該パイプロッドの上記バイブレータより若
   干上側位置には中空管の内径にほぼ等しい外径のアーム
   リングが固定され、該アームリングは上記パイプロッド
   の上昇により上記開閉蓋の上端に中空管内に若干突出す
   るよう一体に形成された突起レバーに当圧して開閉蓋を
   強制的に閉塞すると共に上記パイプロッドの降下により
   上記開閉蓋をその内側から圧接して強制的に拡開するよ
   う構成されてなることを特徴とするドレーン杭の造成装
   置。